La théorie de la relativité intriquée expliquée par Olivier Minazzoli (2/2)

Laurent Sacco - Futura Sciences - 23/10
Dans cette seconde partie d'une exposition de la théorie de la relativité intriquée, Futura s'est tourné vers le chercheur qui l'a proposée, Olivier Minazzoli, et qui a bien voulu répondre à nos...

Dans cette seconde partie d'une exposition de la théorie de la relativité intriquée, Futura s'est tourné vers le chercheur qui l'a proposée, Olivier Minazzoli, et qui a bien voulu répondre à nos questions. C'est un astrophysicien relativiste, membre du laboratoire Artemis de l'Observatoire de la Côte d'Azur, laboratoire très impliqué dans la détection des ondes gravitationnelles. L'exploration de cette théorie ne fait que débuter mais on peut déjà la présenter comme un exemple particulier des théories dites tenseur-scalaires proposées pour aller au-delà de la théorie de la relativité générale d'Einstein.

Les tentatives pour dépasser les équations de la théorie de la relativité générale sont presque aussi anciennes que la théorie relativiste de la gravitation qu'Einstein a publiée à la fin de l'année 1915 dans sa forme finale. Einstein, lui-même, avait modifié ces équations dès 1919 dans le but d'aider à comprendre les particules élémentaires connues à son époque, à savoir les électrons et les protons (sur la découverte de ces particules on pourra consulter le livre que le prix Nobel Steven Weinberg a consacré à ce sujet pour le grand public The discovery of subatomic particles).

En effet, les physiciens du début du XXe siècle avaient besoin de considérer l'électron comme une distribution étendue de charge électrique mais il fallait alors expliquer pourquoi il n'explosait pas sous l'effet de la répulsion électrostatique de ses parties. Poincaré avait donc postulé l'existence d'une nouvelle force contrecarrant cette répulsion, comme l'explique dans son cours de physique, Richard Feynman. Einstein, lui, faisait tout simplement intervenir la force de la gravitation.

Quelques années plus tard, en 1933, Max Born et Leopold Infeld allaient chercher une solution dans une autre direction, celle d'une modification non linéaire des équations de Maxwell avec une théorie qui se réduisait à celle du physicien britannique lorsque les champs électriques et magnétiques ne sont pas très intenses.

Des équations non linéaires, une clé pour de la nouvelle physique

En fait, on peut dire que souvent des progrès en physique ont résulté du passage d'équations dites linéaires, parce que la somme de deux solutions de ces équations était encore une solution, à des équations non linéaires n'ayant plus cette propriété mais qui se réduisaient aux premières dans les cas considérés initialement. C'est précisément le cas de la théorie de la gravitation d'Einstein qui remplace les équations linéaires que l'on doit à Newton, Laplace et Poisson par des équations non linéaires.

Il est donc naturel de se demander si des équations encore plus non linéaires que celles d'Einstein ne pourraient pas constituer une extension de sa théorie, capables notamment d'expliquer la nature des particules élémentaires, voire même de remplacer l'équation linéaire fondamentale de la mécanique quantique, comme le pensait déjà Einstein (des tentatives en ce sens existent avec des versions non linéaires de l'équation de Schrödinge...
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